流速与管道摩阻关系
摩阻计算公式
摩阻计算公式摩阻，听起来是不是有点陌生又有点神秘？别担心，让咱们一起来揭开它的面纱，搞清楚摩阻计算公式这个神奇的东西。
先来说说啥是摩阻。
简单来讲，摩阻就是在流体流动过程中，由于流体与管道内壁或者其他物体表面的摩擦而产生的阻力。
想象一下，水在水管里流动，或者空气在风道里穿梭，它们都会受到这样的阻力。
那摩阻计算公式到底是啥呢？常见的摩阻计算公式有达西-威斯巴赫公式（Darcy-Weisbach Equation），它长这样：$h_f =f\frac{L}{D}\frac{v^2}{2g}$ 。
这里的 $h_f$ 表示沿程水头损失，也就是摩阻造成的能量损失；$f$ 是摩擦系数，和管道内壁的粗糙度等有关；$L$ 是管道长度；$D$ 是管道直径；$v$ 是流体的平均流速；$g$ 是重力加速度。
我记得有一次，在学校的实验室里，我们做了一个关于水流摩阻的小实验。
老师给我们准备了不同材质和管径的水管，让我们通过改变水流速度和测量水头损失来验证这个公式。
我当时特别兴奋，拿着尺子和秒表，认真地记录着每一个数据。
当水流快速通过细管的时候，我明显感觉到水的冲击力很强，但是测量出来的水头损失也很大。
而在粗管里，水流相对平缓，水头损失就小了很多。
我一边做实验，一边在心里默默想着那个摩阻计算公式，试图去理解每个参数的意义。
回到公式本身，摩擦系数 $f$ 是个很关键的因素。
它的确定可不简单，要考虑管道的材质、粗糙度，还有流体的性质。
比如说，光滑的不锈钢管和粗糙的铸铁管，它们的摩擦系数就相差很大。
另外，管道长度 $L$ 越长，摩阻通常也会越大。
这就好比跑步，跑的路程越长，你可能就会越累，遇到的阻力感觉也越大。
管径 $D$ 对摩阻的影响也不能忽视。
管径越小，流体受到的限制就越大，摩阻也就相应增加。
这就像在狭窄的通道里走路，总觉得比在宽阔的大道上费劲。
流速 $v$ 的平方也出现在公式中，这意味着流速对摩阻的影响非常显著。
流速越快，摩阻造成的能量损失就会急剧上升。
给排水系统的管道阻力与流量计算
给排水系统的管道阻力与流量计算给排水系统是建筑物中不可或缺的一部分，其正常运行依赖于合理的管道设计和准确的管道阻力与流量计算。
本文将介绍给排水系统中管道阻力与流量的计算方法，帮助读者了解如何进行相关设计与计算。
管道阻力计算管道阻力是指液体在管道中运动时所受到的阻碍力，对给排水系统的正常运行有重要影响。
管道阻力的计算可以通过以下公式进行：Hf = f * (L / D) * (v^2 / 2g)其中，Hf表示管道阻力，f表示摩阻系数，L表示管道长度，D表示管道内径，v表示液体流速，g表示重力加速度。
摩阻系数f是在给排水系统设计中常见的一个参数，其值可以根据不同管道材料和液体性质进行选择。
一般情况下，可通过查询相关文献或规范手册来获取合适的摩阻系数值。
液体流速v可以通过流量计算所得。
在给排水系统设计中，流量是一个重要的参数，可通过以下公式计算：Q = A * v其中，Q表示流量，A表示管道的截面积，v表示液体流速。
通过计算得到的流量可以用于管道阻力的计算。
管道流量计算给排水系统中，流量计算是设计过程中的重要环节，它直接影响管道的尺寸和性能。
可以使用以下几种方法进行管道流量的计算：1. 使用经验公式对于给排水系统中的常见管道，可以使用一些经验公式来进行流量估算。
一种常用的经验公式是曼宁公式，如下所示：Q = (1 / n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)其中，Q表示流量，n表示曼宁粗糙系数，A表示管道的截面积，R表示管道的水力半径，S表示水流坡度。
2. 使用公式计算除了经验公式外，也可以使用一些计算公式进行流量的准确计算。
一种常用的计算公式是瑞诺数公式，如下所示：Q = C * A * v其中，Q表示流量，C表示瑞诺系数，A表示管道的截面积，v表示液体流速。
对于不同类型的管道，可以根据具体情况选择合适的计算公式。
在一些特殊情况下，可能需要考虑更多的因素，如压力损失、摩阻系数的变化等。
给排水系统的管道阻力与流量计算是一个复杂而关键的设计环节。
阻力计算公式与速度有关吗
阻力计算公式与速度有关吗阻力是物体在流体中运动时所受到的阻碍力，它与物体的速度、形状和流体的性质有关。
在物理学中，阻力可以用公式来计算，而这个公式与物体的速度有着密切的关系。
首先，让我们来看一下阻力的计算公式。
在流体力学中，阻力通常可以用以下公式来表示：F = 0.5 ρ A Cd v^2。
其中，F是阻力的大小，ρ是流体的密度，A是物体的横截面积，Cd是物体的阻力系数，v是物体的速度。
从上述公式可以看出，阻力与速度v的平方成正比。
也就是说，当物体的速度增加时，阻力的大小也会增加。
这是因为当物体在流体中运动时，流体分子会对物体施加压力，从而产生阻力。
当物体的速度增加时，流体分子对物体的压力也会增加，导致阻力的增加。
另外，阻力还与物体的形状和流体的性质有关。
物体的形状会影响阻力系数Cd的大小，而流体的密度ρ和物体的横截面积A也会影响阻力的大小。
但是在上述公式中，速度v的影响是最为显著的，因为它是以v的平方来计算阻力的大小的。
在实际生活中，我们可以通过阻力的计算公式来帮助我们理解各种物体在流体中的运动情况。
比如在汽车行驶时，阻力会随着车速的增加而增加，这就是为什么高速行驶时汽车的油耗会增加的原因。
而在飞机飞行时，阻力也会随着飞行速度的增加而增加，这就是为什么飞机需要消耗大量燃料来维持飞行的原因。
除此之外，阻力的计算公式还可以帮助工程师设计各种物体的形状和结构，以减小阻力从而提高效率。
比如在汽车和飞机的设计中，工程师会根据阻力的计算公式来优化车身和机翼的形状，以降低阻力并提高性能。
总之，阻力的计算公式与速度有着密切的关系，它可以帮助我们理解物体在流体中的运动情况，并指导工程设计和实际应用。
通过深入了解阻力的计算公式，我们可以更好地掌握物体在流体中的运动规律，从而更好地利用和应用这些知识。
压力、流速、流量与管径的一般关系
流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒。
流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。
其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。
水头损失计算Chezy 公式Chezy这里：Q ——断面水流量（m3/s）C ——Chezy糙率系数（m1/2/s）A ——断面面积（m2）R ——水力半径（m）S ——水力坡度（m/m）根据需要也可以变换为其它表示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里：h f——沿程水头损失（mm3/s）f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l ——管道长度（m）d ——管道内径（mm）v ——管道流速（m/s）g ——重力加速度（m/s2）水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。
输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。
1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。
输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。
紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。
管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。
水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。
明渠均匀流的摩阻流速及流速分布
明渠均匀流的摩阻流速及流速分布明渠均匀流是指在明渠内的水流速度呈均匀分布的状态。
在研究明渠均匀流时，最常用的参数是摩阻流速和流速分布。
本文将以明渠均匀流的摩阻流速及流速分布为主题，深入探讨这一概念并分析其具体特征。
一、摩阻流速及其特征1. 摩阻流速的定义摩阻流速是指在明渠均匀流中，水流通过单位横截面的速率。
它是明渠流动中表征摩阻阻力的重要参数。
2. 摩阻流速的计算方法摩阻流速可以通过多种方法计算得出。
其中，最常用的一种方法是通过斯特劳哈尔公式计算。
斯特劳哈尔公式给出了明渠均匀流速与水流深度之间的关系，即摩阻流速随流体深度的增加而增加。
公式表达为：v = k(2gH)^0.5，其中v为摩阻流速，k为流量系数，g为重力加速度，H为明渠水深。
3. 摩阻流速的特征摩阻流速呈现出以下几个特征：（1）摩阻流速随水深增加而增加。
这是因为水深增加会导致摩擦面积增大，从而增加阻力，进而使流速增加。
（2）摩阻流速与流量密切相关。
当流量增大时，摩阻流速也会随之增大。
（3）摩阻流速在明渠中具有特定的分布规律，即流速呈现出上凸型的分布特征。
二、流速分布及其特征1. 流速分布的定义流速分布是指明渠均匀流中水流速度在横截面上的分布情况。
它描述了流体在不同位置上的流速情况，以及流速在横截面上的变化规律。
2. 流速分布的影响因素流速分布受多种因素的影响，包括明渠几何形状、水力特性、底面摩阻以及边界条件等。
其中，最主要的因素是明渠几何形状和底面摩阻。
3. 流速分布的特征流速分布呈现出以下几个特征：（1）流速在明渠中心最大，在边界附近逐渐减小。
这是由于明渠底面和边界的摩阻效应导致的。
（2）流速分布呈现出上凸型的分布特征。
这是由于明渠内的水流受到底面摩阻的影响，导致流速在中心线和边界之间呈现出不同程度的减小。
（3）流速分布的不均匀性随着明渠几何形状和底面摩阻的改变而改变。
在比较光滑的明渠中，流速分布相对均匀；而在比较粗糙的明渠中，流速分布较为不均匀。
流量及管径、压力、流速之间关系计算公式
流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取1.5米/秒。
流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。
其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。
水头损失计算Chezy 公式这里：Q ——断面水流量（m3/s）C ——Chezy糙率系数（m1/2/s）A ——断面面积（m2）R ——水力半径（m）S ——水力坡度（m/m）根据需要也可以变换为其它表示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里：h f——沿程水头损失（mm3/s）f ——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l ——管道长度（m）d ——管道内径（mm）v ——管道流速（m/s）g ——重力加速度（m/s2）水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。
输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。
1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。
输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。
紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。
管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。
水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。
压力、流速、流量与管径的一般关系
流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上计算时，水管路，压力常见为0.1--0.6MPa，水在水管中流速在1--3米/秒，常取/秒。
流量=管截面积X流速=0.002827X管内径的平方X流速(立方米/小时)。
其中，管内径单位：mm ，流速单位：米/秒，饱和蒸汽的公式与水相同，只是流速一般取20--40米/秒。
水头损失计算Chezy 公式Chezy这里：Q ——断面水流量〔m3/s〕C ——Chezy糙率系数〔m1/2/s〕A ——断面面积〔m2〕R ——水力半径〔m〕S ——水力坡度〔m/m〕根据需要也可以变换为其它表示方法:Darcy-Weisbach公式由于这里：h f——沿程水头损失〔mm3/s〕f ——Darcy-Weisbach水头损失系数〔无量纲〕l ——管道长度〔m〕d ——管道内径〔mm〕v ——管道流速〔m/s〕g ——重力加速度〔m/s2〕水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压平安的条件下，通过水力计算优化设计方案，选择适宜的管材和确经济管径。
输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的5~10%，因此本文主要研究、探讨管道沿程水头损失的计算方法。
1.1 管道常用沿程水头损失计算公式及适用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功消耗的能量，不同的水流流态，遵循不同的规律，计算方法也不一样。
输配水管道水流流态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。
紊流又根据阻力特征划分为水力光滑区、过渡区、粗糙区。
管道沿程水头损失计算公式都有适用范围和条件，一般都以水流阻力特征区划分。
水流阻力特征区的判别方法，工程设计宜采用数值做为判别式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，按照水流阻力特征区划分如表1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数表1阻力特征区适用条件水力公式、摩阻系数符号意义水力光滑区>10雷诺数h：管道沿程水头损失v：平均流速d：管道内径γ：水的运动粘滞系数λ：沿程摩阻系数Δ：管道当量粗糙度q：管道流量Ch：海曾-威廉系数C：谢才系数R：水力半径n：粗糙系数i：水力坡降l：管道计算长度紊流过渡区10<<500〔1〕〔2〕紊流粗糙区>500达西公式是管道沿程水力计算根本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它适用于流态的不同区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，适用范围广泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。
完整版流量及管径、压力、流速之间关系计算公式
流量与管径、压力、流速的一般关系一般工程上计算时，水管路，压力常有为 0.1--0.6MPa ，水在水管中流速在 1--3 米/ 秒，常取 1.5 米/ 秒。
流量 = 管截面积 X 流速 =0.002827X 管内径的平方 X 流速 (立方米 / 小时 )。
其中，管内径单位： mm ，流速单位：米 / 秒，饱和蒸汽的公式与水相同，可是流速一般取 20--40 米/ 秒。
水头损失计算 Chezy公式这里：Q——断面水流量（m3/s）C——Chezy糙率系数（m1/2/s）A——断面面积（m2）R——水力半径（m）S——水力坡度（m/m）依照需要也可以变换为其他表示方法 :Darcy-Weisbach公式由于这里：h f——沿程水头损失（mm3/s）f——Darcy-Weisbach水头损失系数（无量纲）l——管道长度（m）d——管道内径（mm）v——管道流速（m/s）g——重力加速度（m/s2）水力计算是输配水管道设计的核心，其实质就是在保证用户水量、水压安全的条件下，经过水力计算优化设计方案，选择合适的管材和确经济管径。
输配水管道水力计算包含沿程水头损失和局部水头损失，而局部水头损失一般仅为沿程水头损失的 5~10% ，因此本文主要研究、商议管道沿程水头损失的计算方法。
管道常用沿程水头损失计算公式及合用条件管道沿程水头损失是水流摩阻做功耗资的能量，不一样的水流流态，依照不一样的规律，计算方法也不一样样。
输配水管道.态都处在紊流区，紊流区水流的阻力是水的粘滞力及水流速度与压强脉动的结果。
紊流又依照阻力特色划分为水力圆滑区、过渡区、粗糙区。
管道沿程水头损失计算公式都有合用范围和条件，一般都以水流阻力特色区划分。
水流阻力特色区的鉴识方法，工程设计宜采用数值做为鉴识式，目前国内管道经常采用的沿程水头损失水力计算公式及相应的摩阻力系数，依照水流阻力特色区划分如表 1。
沿程水头损失水力计算公式和摩阻系数阻力特色合用条件水力公式、摩阻系数区水力圆滑>10区（1）紊流过渡 10<区<500（2）表 1符号意义雷诺数h：管道沿程水头损失v：平均流速d：管道内径γ：水的运动粘滞系数λ：沿程摩阻系数：管道当量粗糙度q：管道流量紊流粗糙>500Ch：海曾 -威廉系数区C：谢才系数R：水力半径n：粗糙系数i：水力坡降l：管道计算长度达西公式是管道沿程水力计算基本公式，是一个半理论半经验的计算通式，它合用于流态的不一样区间，其中摩阻系数λ可采用柯列布鲁克公式计算，克列布鲁克公式考虑的因素多，合用范围宽泛，被认为紊流区λ的综合计算公式。
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一、流速与管道摩阻的关系
选取管段如下图1所示：
图1 截取管网的某一管段
管段水头损失计算H=H2-H1=SQ2…..①
对于管道摩阻S计算公式为S=A*L….. ②
其中A为比阻，L为管长。
比阻公式A=64/(π2*c2*d5) …..③
其中d为管径，c为谢才系数，c=1/n*R1/6,n为糙率，对于不同
的管材n值：铸铁管0.013，混凝土、钢筋混凝土0.013-0.014、钢管0.012，塑料管0.014。
得单位长度摩阻S’=10.3n2/d5.33….. ④
S’与糙率n和管径d有关。
流量Q=[H/（S’*L）]0.5…..⑤
由V=4Q/ πd2计算得流速：
V= 4H0.5/πd2(S’*L) 0.5……⑥
二、管道摩阻的取值
参考公式④：S’=10.3n2/d5.33计算。
对于塑料管(n=0.014)，对应于不同管径的单位长度摩阻S’参考取值如下表1所示：
表1 塑料管的单位长度摩阻的取值
对于钢管(n=0.012)，对应于不同管径的单位长度摩阻S’参考取值如下表2所示：
表2 钢管的单位长度摩阻的取值
对于铸铁管(n=0.013)，对应于不同管径的单位长度摩阻S’参考取值如下表3所示：
表3 铸铁管的单位长度摩阻的取值
三、实例
例一段150m塑料管的管道，管径DN160mm，管段压力差是3m ，计算管段流速？
答：糙率n=0.014
管道摩阻S=L*10.3n2/d5.33=150*10.3*0.0142/0.165.33=5235 (s2/m5)
流量Q=[H/S]0.5=[3/5235]0.5=0.024 (m3/s)
管道流速V=4Q/(πd2)=4*0.024/(3.14*0.162)=1.19 (m/s)
或从上表中得出S’值，直接代入公式⑥计算。